熱鍍鋅助鍍添加劑(ZT 601)的應用研究

VoL 33 Na42010年4月河北化工Apr. 2010熱鍍鋅助鍍添加劑(ZT 601)的應用研究李秀峰，陳冬2, 劉匯玲了,金向雷I(1.河北省化學(xué)工業(yè)研究院，河北石家莊050031;2. 河北省冶金研究院,河北石家莊050031)[摘要]通過(guò)實(shí)驗得到了 助鍍鋅添加劑2T 601.將其加入到助鍍鋅劑中可顯著(zhù)降低溶劑的表面張力,提高鍍件與溶劑的浸潤性,從而達到減少助鍍劑使用量的目的。它有利于助鍍劑的干燥,可以有效防止工件的二次氧化及降低鋅耗.[關(guān)鍵詞]熱鍍鋅;助鍍劑:助鍍劑添加劑[中圖分類(lèi)號] TQ 153. 15[文獻標識碼] A[文章編號] 1003- 5095 (2010>04-0018-04助鍍劑添加劑又名潤濕劑,屬于表面活性劑的一時(shí)間:40 s.類(lèi)。長(cháng)期以來(lái)在我國批量熱鍍鋅中未獲得重視和推廣1.2實(shí)驗過(guò)程應用。1957 年英國鍍鋅工作者協(xié)會(huì )(Galvanizers將不同種類(lèi)的鍍件分別用1+1鹽酸酸洗除銹，Association)出版了《優(yōu)秀實(shí)踐手冊》,并于1965年水洗, 5% NaOH溶液中和，水洗，立即用濾紙吸干水修訂再版，其譯名為《鍍鋅技 術(shù)基本實(shí)務(wù)》General分,入烘箱于80~110 C烘干15 min, 取出于干燥器Gal vanizing Practice). 1982年何福朝等根據澳大內放置5min,冷卻后稱(chēng)重mo;取半數于不加添加劑利亞工程師提供的上述書(shū)籍,翻譯出版了《鍍鋅實(shí)踐的助鍍劑中助鍍，另半數于加了ZT 601添加劑的助鍍概論》-書(shū),該書(shū)介紹在千法鍍鋅的溶劑中添加潤濕劑中助鍍,取出后入烘箱,于80~110 C烘千15 min,劑，其加入量為500 L助鍍劑中添加5 L潤濕劑0。取出于千燥器內放置5 min, 冷卻后稱(chēng)重m;之后入但未提及添加潤濕劑的種類(lèi)、作用和效果。國外在鋼鋅 鍋鍍鋅,浸鋅時(shí)間均為40 s, 從鋅液中取出速度一管熱鍍鋅中,也采用潤濕劑四,其添加量為I%~ ~5%,但致,取出后水冷再于80~110乜烘干15 min,取出于該類(lèi)助鍍劑添加劑在高質(zhì)量濃度、高氯離子的助鍍劑干燥器內放置5 min,冷卻后稱(chēng)重mo中不能完全溶解,使用效果差。新型熱鍍鋅助鍍劑添△m=m-m為鍍件上掛助鍍劑于重;△mzm-mo加劑ZT 601可以很好地溶解在高質(zhì)量濃度、高氯離為鍍件上所鍍鋅重。子的助鍍劑中,降低表面張力60%。1.3實(shí)驗目的1實(shí)驗部分(1)助鍍劑添加劑ZT 601對鍍件上助鍍劑吸附1.1實(shí)驗用品及條件量的影響; (2)助鍍劑添加劑ZT 601對鍍件上鋅量的實(shí)驗用鍍件:低碳鋼片,尺寸60.5 mmX40.2 mmX .影響; (3)助鍍劑添加劑ZT 601對鍍件外觀(guān)質(zhì)量的影1.0 m.60.4 omX41.4 mX1.7 mm兩種，樣片角部響打孔φ 4.0 mm;普碳鋼絲,φ 0.8 mm、φ 1.6 m,長(cháng)2實(shí)驗結果與討論度在20~1 000 mm之間,制成φ25 m的彈簧狀;普2.1實(shí)驗結果碳鋼管，φ 20 mmX2 mmX60 m.表1~表3中平均值表示工件樣本數助鍍劑的助鍍劑:取于某熱鍍鋅廠(chǎng)現場(chǎng),其主要成分氯化附著(zhù)量和 上鋅量的平均值。鋅170 g/L,氯化銨108 g/L,鐵離子6. 5 g/L; 助鍍根據表1~表3的數據,可以計算出助鍍劑添加劑添加劑ZT 601:河北漢特冶金化工科技有限公司劑使用后平均節省助鍍劑 55. 0%、35. 8%.46. 2%，平均專(zhuān)利產(chǎn)品(專(zhuān)利號: 2007101393493)，在助鍍劑中加入節省鋅 6. 22%。量為0.3%;鋅液成分:純鋅;鍍鋅溫度:465 C;浸鋅中國煤化工MHCNMHG.[收稿日期]2010-01-18[作者簡(jiǎn)介]李秀峰(1977-),男,助工,主要從事精細化學(xué)品研發(fā)工作。第4期李秀峰等:熱鍍鋅助鍍添加劑(ZT 601) 的應用研究●19.表1助鍍劑添加劑 zT 601對鋼絲上助鍍劑吸附量的影響表3(續)項目序號四/8四/Om/g項目序號w/g__ m/gm/g_ Om/g__ Om/g 鍍層外觀(guān)23.016 423.0859 0.069 5平均0.0179 11.679 311 14.847 5 14.8565 16.5154 0.0090 1.6679 良好23.418 423. 488 70.070 312 15.455 6 15.4623 17.1113 0.0067 1.6557 良好22. 440 622.536 10. 095 513.582 613.6361 0.053 513 15.2963 15.3059 17.0332 0.0096 1.7369 良好14 15.5972 15.607 217.1545 0.0100 1.5573 良好11.034 211.0576 0.023 4劑6.279 06. 299 20. 0202^15 15.7180 15.7270 17.3848 0.0090 1.6668 良好添，路16 15.4546 15.4657 16.9334 0.0111 1.4788 良好2.964 02.971 8.0.007 8.0.048 61715.7042 15.7144 17.0490 0.0102 1.3448 良好18 15.4994 15.5083 17.1033 0.0089 1.6039 良好23. 193 623.218 60.025 019 29.6741 29.6860 31.1365 0.0119 1.4624 良好23.270 523. 302 90.032 422.958 622.997 50.038 90.00964 1.57491113.024 413.062 40.038 02.2 討論1211.535 211. 540 60.005 42.2.1助鍍劑添加劑的作 用加136.245 86.256 00.010 2目前助鍍是溶劑法鍍鋅工藝中最關(guān)鍵的工序,助142.985 12.988 80.003 7鍍的效果直接影響到鍍件質(zhì)量和鋅耗等。常規的助鍍0.021 9表2助鍍劑添加劑 ZT 601對鋼管.上助鍍劑吸附量的影響工序控制要點(diǎn):銨鋅比為1.2~1.6、質(zhì)量濃度為項目號/g四/g250~400 g/LpH 值為4~5、助鍍劑溫度為>60 C、59.236 659.3006 0. 064 0鐵離子濃度為<10 g/L.其不足之處是在批量熱鍍鋅不59.095 059.160 10. 0651企業(yè)中-直未使用潤濕劑,更未對潤濕劑進(jìn)行濃度控63. 138 863.2048 0. 066 0制。由于助鍍劑是高質(zhì)量濃度、高氯離子的水溶液,如添58.888 558.956 0. 068 1果不加入添加劑，其與清潔的鋼鐵表面的潤濕性不59.529 559.5628 $0. 033 3(舍)好,助鍍劑不能均勻地分布在工件表面。因此,助鍍劑58. 486 758.547 40. 060 758.902 858.902 80.067 3的作用不能充分發(fā)揮，并在鍍鋅中存在一定的風(fēng)險40.991 140.991 10.060 1(漏鍍、鍍層厚度不均勻、飛濺、延長(cháng)鋅鐵反應時(shí)間、增0.06447加色差等)。在助鍍劑中加入添加劑后,添加劑的存在59.544 059.5922 0. 048 2能使助鍍劑均勻地覆蓋在工件表面，使上述風(fēng)險大大160. 232 860.272 40. 039 658.642 458.68100.0386.降低,同樣重要的是其助鍍劑消耗和鋅耗比不使用添λ59. 489 559.5228 0.033 3加劑有所減少。59.020 259.0698 0.049 62. 2.2助鍍劑添加劑的原理59.024 159.0639 0.039 8助鍍添加劑可以明顯有效地改變助鍍劑的表面40.684 140.721 50.037 4張力,從而提高助鍍劑對工件的潤濕性,使助鍍劑均1639. 335 639.3803 0.044 7勻分布在工件表面,形成既薄又致密的助鍍劑層?？善骄?0.041生表3助鍍劑添加劑ZT 601對鋼板上附著(zhù)量以用玻璃片和玻璃試管對助鍍劑在鋼板和鋼管上的和上鋅量及鍍層外觀(guān)的影響分布情況進(jìn)行模擬。項目序號w/g_ m/g/8 Om/g__ On/g 鍍層外觀(guān)未加添加劑的，見(jiàn)圖1~圖3。29.6685 29.6866 31.390 20.0181 1.7217良好不2 30.1585 30.1814 31.7023 0.0229 1.5438漏鍍15.0544 15.0689 16.8614 0.0145 1.8070 漏鍍添4 14.8478 14.8690 16.6331 0.0212 1.7853 良好加515.0226 15.0428 16.721 70.0202 1.6991 良好中國煤化工-a| 6 15.5916 15.6036 17.3047 0.0120 1,7131 良好15.2719 15.2894 16.8567 0.0150 1.5848 良好fHCNMHG8 15.9531 15.9681 17.4686 0.0150 1.5155漏鍍圖115.8442 15.8636 17.5877 0.0194 1.7435 良好●20.河北化工第4期不加添加劑不加添加劑;鍍鋅層鋼基囝7不加添加劑的鍍層圖2圖3加入添加劑的,見(jiàn)圖4~圖6。圖4加入添加劑圉8加入添加劑后的鍍層在降低鋅耗方面的實(shí)驗表明，試片平均上鋅量減少6%,由于助鍍劑附著(zhù)量的降低，以及鍍層厚度均勻性的改善,純鋅液回流暢通，因此上鋅量會(huì )降低;另外由于助鍍劑覆蓋均勻,防止助鍍后的鍍件在空氣中二次氧化，可減少鋅渣的產(chǎn)生。使用不加潤濕劑的助鍍劑時(shí),為了防止二次氧化,企業(yè)往往通過(guò)增加助鍍劑圖5圖6濃度的方法在工件的表面形成保護層,有的企業(yè)還在2.2.3助鍍劑添加劑的效果工件局部處徹上溶劑增加濃度,既增加了助鍍劑的消經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗證明，在以下幾個(gè)方面效果明顯:耗,產(chǎn)生大量的溶劑煙，又增加鋅液爆濺的危險性,同降低助鍍劑的使用量、減少溶劑煙、減少溶劑渣,有利時(shí)會(huì )產(chǎn)生鐵鹽,增加鋅耗,影響鍍件表面質(zhì)量。使用潤于改善環(huán)境,降低成本;改善鍍層厚度的不均勻性,采濕劑后,助鍍劑均勻地覆蓋在鍍層表面，可有效地防用未添加潤濕劑的助鍍劑時(shí)，工件表面各部助鍍劑分止二次氧化,減少鋅渣的產(chǎn)生,降低鋅耗;潤濕劑的使布不均勻,有助鍍劑處先進(jìn)行鋅鐵反應,而沒(méi)有助鍍用還有利于助鍍劑的干燥，防止鍍鋅時(shí)鋅液飛濺。使劑處需經(jīng)一段時(shí)間后， 鋅鐵才開(kāi)始反應，形成鍍鋅層，用潤濕劑后，助鍍劑即便未經(jīng)干燥,助鍍液也以極溥因此鍍件表面各處形成鍍鋅層的時(shí)間有差異,生成鋅的液膜形式在鍍件浸入鋅液時(shí)迅速蒸發(fā)，不易爆濺。鐵合金的厚度也不同,鋅鐵合金層的不均勻和凹凸起在未使用潤濕劑時(shí)，助鍍劑不能很好地鋪展在表面。伏易使鍍鋅層的厚度增加。添加潤濕劑后,各部同時(shí)如未經(jīng)干燥或干燥溫度低，鍍件浸入鋅液時(shí),不能迅進(jìn)行鋅鐵反應，使鍍鋅層趨于均勻。這- -點(diǎn)通過(guò)掃描速蒸中國煤化工成氣體將發(fā)生爆電鏡照片進(jìn)行了證實(shí),如圖7、圖8所示。濺。HCNMHG質(zhì)量的目的。溶劑渣的減少、鋅渣的減少均有利于改善鍍鋅層的表面質(zhì)量。由于助鍍劑的分布均勻,鍍鋅時(shí)各處鋅鐵反應幾第4期李秀娩等:熱鍍鋅助鍍添加劑(ZT 601) 的應用研究●21●乎同時(shí)開(kāi)始,有利于縮短浸鋅時(shí)間，避免色差的產(chǎn)生。煙而減少對環(huán)境的污染。3效益分析4結論通過(guò)對某熱鍍鋅管廠(chǎng)和某熱鍍鋅鐵塔廠(chǎng)使用助在熱鍍鋅助鍍劑中應用新型添加劑ZT 601可以鍍劑添加劑IT 601的情況跟蹤，得到如下數據:平起到降低助鍍劑的使用量、減少溶劑煙和溶劑渣、改均每月鍍6 000 t鋼管或6 000~8 000 t左右的善鍍層厚度的不均勻性降低鋅耗、防止飛濺、改善鍍結構件各需消耗100 kg ZT 601，投入成本6000層質(zhì)量等作用。該產(chǎn)品的研制成功對千法鍍鋅企業(yè)的元。僅考慮節鋅- -項,每噸鍍件至少節鋅0.1%,一個(gè)節能降耗和提高產(chǎn)品鍍鋅質(zhì)量具有積極的作用,對改月可節鋅6~8 t,按鋅價(jià)14 000元/t計,可節約善環(huán)境污染具有深遠的意義。84 000~112 000 元,減去投入成本,實(shí)際降低成本[參考文獻]每月78 000~106 000元.另外還提高了鍍鋅表面[1]何禍朝,等譯.鍍鋅實(shí)踐概論[M].北京:友誼出版公司, 1984.質(zhì)量和降低漏鍍風(fēng)險的經(jīng)濟效益，以及因減少溶劑[2]陳厚載.熱鍍鋅技術(shù)[凹].上海: 上海交通大學(xué)出版社1994.The Applied Research of Hot Galvanize Fluxing Agent Additive(ZT 601)LI Xiu-feng', CHEN Dong', LIU Hui-ling, JIN Xiang-1ei?(1. Hebei Chemical Engineering and Indus try Research Institute, Shi jiazhang 050031, China;2. Metallargy Research Instituteof Hebei Provice, Shijiazhang 050031, China)Abstract:Hot galvanize fluxing agent additive T 601 has been synthesised by this experimcnt. It can significant1yreduce the surface tension of the solvent and improve the wetting quality of plating and solvent when that was added tothe fluxing agent. As 8 result, it reduces the use of fluxing agents.It is conducive to dry fluxing agent and effectivelyprevent the secondary oxidation of the work piece and reduce the consuption of zinc.Key words:hot galvanize; fluxing agent; fluxing, agent additive(上接第17頁(yè))由于它是用特殊表面處理的超微粒子,它的凝聚性很亮平滑、外表美觀(guān)，而且其他物理性能指標也有很大小,與高聚物相溶性極好。的改善,所以大大提高了它的商品價(jià)值。預期有可能Alcamizer之所以能夠具有如此卓越的熱穩定取代高價(jià)的ABS樹(shù)脂?；Ч?，是與它的獨特的穩定化機理密切相關(guān)的。此外,HT還可作填充劑、潤滑劑、脫色劑、染料改Alcamizer能夠有效地捕捉從PVC分解出來(lái)的HC1,性劑等。是通過(guò)陰離子交換方式進(jìn)行的。3.結語(yǔ)這就是說(shuō),Alcamizer把PVC分解出來(lái)的CI-與.綜上所述,HT之所以能有如此廣泛的用途，歸根它本身結構中的CO3*進(jìn)行了離子交換，這樣就把它結底，還是由于它本身結構的特點(diǎn)所決定的。所以,充捕捉到的C1-結合到Alcamizer結晶的中心部位。實(shí)分利用HT的結構特性,努力開(kāi)發(fā)新的應用領(lǐng)域,有著(zhù)驗表明，這種結合了氣離子的HT即使到460 C,氣廣闊的前景并且有實(shí)際意義。也不會(huì )再脫離出來(lái),從而使Cl"不再具有活性。據稱(chēng)，Alcamizer與Cl~的這種離子交換反應比Mg(OH)2等[1]Aminoff. G, Broome. B. Vet. Akademiens Handlingar [J]. Kimgl.與HCl的中和反應速度還快。Alcamizer 中間層的Sv, 1930, 9(5) :23-30.CO3~可以完全由HC1所交換,而基本層中的Mg和Al[2)Frondel.C. An Min[].1941, 26:295.[3]Ailmana R Lohse. H Neues Jb[J]. Miner Min., 1966 161.幾乎不與HCl反應，因而不會(huì )與從PVC中所分解出來(lái)[4]宮田,玖村, 等特許公報[J].昭53-5633.的HC1形成AlCl2,所以不會(huì )促進(jìn)PVC的分解。[5]D.M Roy R Roy, E F.0sborn Am Sci [J], 1953, 251:337-360.2.4阻燃性無(wú)機復合物20世紀90年代日本協(xié)和化學(xué)工業(yè)公司成功地[7]Cas中國煤化Ilay Miner UJ.1967,開(kāi)發(fā)了HT類(lèi)聚丙烯阻燃性復合材料，由于它具有光()1:YHCNMHG[8]宮出,以村等日本化學(xué)雜志LJ].1971, 92(6) :38-43.